半绝缘Si/SiO2超晶格结构在交流电场下的电致发光特性

材料科学与工程学报, 2009, 27(1): 129-152.

半绝缘Si/SiO2超晶格结构在交流电场下的电致发光特性

张新霞 ^1, , 孙甲明 ^2, , 张俊杰 ^3, , 杨阳 ^4, , 刘海旭 ^5,

1.南开大学物理学院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津,300071

2.南开大学物理学院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津,300071

3.南开大学物理学院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津,300071

4.南开大学物理学院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津,300071

5.南开大学物理学院,弱光非线性光子学教育部重点实验室,天津,300071

基金项目: 教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-07-0459) 975计划基金(2007CB613403) 国家自然科学基金(60776036)

关键词：超晶格 , 电致发光 , Si量子点 , 电子平均自由程

ACEL Properties of Semi-insulating Si/SiO2 Superlattices

本文研究了SiO2和Si层的厚度分别为2-8nm和1.5-3nm的Si/SiO2超晶格在交流电场下的电致发光特性.以超晶格中SiO2层内加速的过热电子碰撞激发纳米Si层中密集的硅量子点,获得了Si/SiO2超晶格蓝绿色交流电致发光.Si/SiO2超晶格的电致发光亮度随电压升高呈现指数增强,最高发光亮度可达到1.4cd/m2.随着Si层厚度的增加,Si/SiO2超晶格电致发光谱的低能侧发光峰相对增强,可以归结为纳米Si层厚度对其中硅量子点尺寸分布的限制作用.当超品格中SiO2层厚度小于过热电子的平均自由程时,过热电子的平均能量减小导致短波侧的发光强度迅速下降,电致发光强度随之迅速降低.

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